1090水平轨道大巷修复方案设计与应用

2020-03-05任小伟

山东煤炭科技 2020年2期

任小伟

（陕煤铜川矿务局照金项目部，陕西铜川 727000）

矿井二采区1090轨道大巷及周边巷道顶板下沉、帮角内移、底鼓，原有支护体遭受破环，制约矿井行人安全和正常运输。为满足矿井安全生产需求和服务年限，比选汲取铜川下石节矿、彬长胡家河矿、蒲白建庄矿、山东龙口北皂矿关于高地应力条件下动压频繁区域巷道支护经验，结合照金煤矿1090水平轨道大巷现状，制定维修方案进行巷道修复。

1 工程概况

4-2煤层厚度0～14.0m，平均厚度6.5m，含1～2层泥岩夹矸，可采范围内变异系数为42.26%。顶板岩性多为泥岩、粉砂岩；底版岩性多为泥岩、炭质泥岩及粉砂岩。4-2煤层埋藏深度相对较深，层位稳定，厚度变化规律明显，属较稳定的结构较简单-较复杂（Ⅱ型）的可采煤层。该煤层地质条件简单，煤层产状平缓，起伏较小，倾角4～8°。煤层水文地质条件复杂，高瓦斯，易自燃，煤尘具有爆炸危险性。1090水平轨道大巷平面图如图1所示。

图1 1090水平轨道大巷平面图

2 巷道变形原因分析

受一采区114工作面回采动压影响，加之一采区上下山工作面已全部回采，造成1090车场至2#联巷区域形成面积较小的“孤岛”。上、下部已采区域顶板逐步垮落后，内部围岩应力结构发生变化，向周边“碾压式”传递，二采区轨道大巷及周边区域成为压力集中区，相邻的114工作面动压显现时尤为突出；且该区域地表位于暗门村东北侧，处于旬耀路北侧（石门山森林公园口）两座大山的制高点，山体南侧呈急速下降的断崖走势，可能会对内部应力造成较为强烈的反应，影响范围会增大。

3 巷道修复方案

3.1 巷道修复原理

根据巷道状况分析，巷道支护体已严重损坏，当前为保证生产系统运行，采用扩帮、挑顶、拉底后只能保证临时应急使用，不能解决根本问题。补打锚杆、锚索暂能对松动圈外表体进行支护，无法形成稳定的支护体系，预防深部压力传递。

当前巷道顶部、帮部围岩松动圈为3～5m，照金矿现用的锚网+锚索支护工艺和经验模式不能保证巷道的有效支护，常规锚杆基本打设在松动圈内，需采用高强度锚索与稳定层位接触后达到强有力的主动支护效果，防止深层压力和松动圈范围的继续扩大；考虑围岩松动圈的承托压力及巷道成型，秉承“护顶需护帮”的原理，必须将帮顶支护连成整体确保松动圈达到“自稳”状态，方可保证巷道变形逐步收敛，所以巷道表体需采用有效的“刚性”支护与高强度锚索结合。故二采区轨道运输大巷修复建议采用分次施工的方式进行维修，既能保证维修期间巷道的正常使用，又能实现最终修复目的，且施工效率高。

3.2 巷道修复方案

（1）一次施工

巷道断面设计为半圆拱形，能有效地防御巷道顶部及肩部压力，适用不稳定、较破碎围岩施工，有利于第二次最终修复施工。根据设备运输的最大外形尺寸，设计巷道初次施工巷道净断面S=15.6m²，净宽度4.5m，净高度3.95m，其中拱部2.25m，直墙面1.7m。将当前巷道扩巷、挑顶、拉底至初次设计断面后，采用高强度锚索铺网进行主动支护。

顶部支护：铺设双层网，围岩接触面为铁丝网（12#铁丝编制），外部为Φ6mm点焊钢筋网。采用Φ21.8×6000mm和Φ21.8×9000mm钢绞线锚索平行交替布置（即第一排采用Φ21.8×9000mm支护，第二排采用Φ21.8×6000mm支护），间排距700×700mm（每排共计10根）。锚索托梁采用11#矿用工字钢自制加工，长度500mm。

帮部支护：铺设双层网，围岩接触面为铁丝网（12#铁丝编制），外部为Φ6mm点焊钢筋网。采用Φ17.8×4500mm钢绞线锚索，间排距700×700mm（每排共计4根）。锚索托梁采用11#矿用工字钢自制加工，长度500mm。大巷一次施工修复断面图如图2所示。